Новости Hardware

Новый прибор позволит определить раковые клетки и ВИЧ прямо «на лету»

Гарвардские биоинженеры и авиационные инженеры из Массачусетского Технологического Института (MIT) создали прибор, который способен обнаружить отдельные раковые клетки в крови. Это позволит врачам быстро определить распространяется ли рак в теле пациента.

Микрофлюидные устройства размером примерно с 10-центовую монету могут обнаружить различные вирусы, такие как ВИЧ. Данная технология может быть применена врачами в развивающихся странах, где трудно найти деньги на дорогостоящее диагностическое оборудование, говорит Мехмет Тонер, профессор биомедицинской инженерии Гарвардской медицинской школы и член Отдела здравоохранения, науки и техники Гарварда-MIT.

Тонер соорудил прототип этого устройства 4 года назад. В этой версии через кровь, взятую у пациента, протекает более 10 тысяч крошечных кремниевых частиц, покрытых антителами, которые приклеиваются к опухолевым клеткам.

 

Тонер предположил, что если частицы будут пористыми, а не твердыми, то это позволит клеткам просачиваться через них. Для достижения данной цели профессор заручился поддержкой Брайана Уордла, доцента астронавтики и воздухоплавания из MIT и эксперта в области проектирования наноинженерии современных композитных материалов.

На пару они спроектировали новый микрофлюидный прибор, снабженный углеродными нанотрубками. Это позволяет собирать раковые клетки в 8 раз лучше, чем оригинал. Циркулирующие опухолевые клетки (раковые клетки, которые отломились от изначальной опухоли), как правило, очень трудно обнаружить. В 1 мл крови их содержится всего несколько штук, когда нормальных клеток порядка десяти миллиардов. Однако обнаружение этих клеток является важным этапом определения метастаз рака.

«Из всех смертей от рака, 90 процентов не являются результатом основной опухоли. Они от раковых клеток, распространяющихся из этой самой опухоли», — сообщает Уордл.

При проектировании современных материалов часто используются углеродные нанотрубки - крошечные, полые цилиндры, стенки которых являются решетками из атомов углерода. Частицы содержат от 10 до 100 миллиардов нанотрубок на квадратный сантиметр. То есть порядка 1 процента углерода и 99 процентов воздуха, что спокойно позволяет протекать жидкости сквозь них. Как и в ранней версии, поверхность каждой трубки может быть покрыта антителами. В частице размещаются различные геометрические узоры из трубок, что позволяет увеличить вероятность попадания целевой клетки. Исследователи могут варьировать размеры трубчатых узоров, чтобы захватить различные объекты — от опухолевых клеток, размером до 1 микрона, до вирусов, размер которых всего лишь 40 нанометров.

Исследователи в настоящее время начинают работу по адаптации устройства для диагностики ВИЧ-инфекции. Устройство Тонера уже проходит испытание в нескольких больницах и уже через несколько лет станет возможным его коммерческое распространение.

Рашид Башир, директор Микро и Нанотехнологической лаборатории в Университете штата Иллинойс в Урбана-Шампейн, говорит, что возможность фильтрации определенных частиц, клеток или вирусов из крови, для их анализа является важным шагом на пути создания портативных диагностических приборов.

Материалы по теме:

Источник:

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥